弦支穹顶作为一种新型复合空间结构形式，因结构效能高、施工方便而在大跨空间结构中应用广泛，但张拉环索时不可避免存在预应力摩擦损失，降低了结构的承载性能，甚至威胁结构的安全性。论文针对弦支穹顶结构索撑节点处的摩擦系数随机变化特征，基于概率统计学，从摩擦系数的取值方法，随机摩擦在结构整体中的精确模拟及其对结构性能的具体影响规律方面开展了系统研究。本文的主要研究工作如下：
　　(1)基于弹塑性力学和有限元理论，提出一种适用于弦支穹顶结构的三维等效摩擦单元，建立该单元的有限元分析格式，并组装到结构的整体刚度矩阵和荷载列阵中，完成撑杆下节点带摩擦的滑移摩擦过程，并通过理论推导与数值计算验证了该摩擦单元的适用性，实现弦支穹顶结构考虑摩擦损失的有限元分析。
　　(2)基于摩擦学基本原理，提出了一种同时考虑张拉索的两端张拉控制力不等与随机摩擦损失的索力计算方法，并将其引入弦支穹顶结构找力中，通过张拉试验结果验证方法的可靠性。准确确定出了弦支穹顶结构张拉施工过程中的各索段的内力分布情况。发现同一张拉段的索力由两侧张拉点向索段中间近似呈线性递减，且预应力控制值越小，计算精度越高。
　　(3)广泛调研统计已建工程和试验的撑杆下节点种类及其摩擦系数，基于概率统计原理，建立了滚动式撑杆下节点摩擦系数的随机数学模型。发现调研计算的拉索与撑杆下节点间的摩擦系数变异性较大，现场监测数据变异性大于试验所得数据，且节点处的摩擦系数随拉索内力增大而增大，而采用滚动式撑杆下节点可有效减小摩擦系数，建立的新型滚动式撑杆下节点处摩擦系数随机数学模型具有一定的可靠性。
　　(4)利用MonteCarlo方法模拟仿真分析了所有索撑节点处摩擦系数均发生随机变化时的力学性能随机数理特征，并通过静载试验结果对结构性能不确定性分析结果进行了验证；建立了综合考虑摩擦损失、杆件初弯曲以及节点安装偏差等多种随机缺陷耦合的数值模型，研究了随机缺陷对结构极限承载力的影响规律。发现结构节点位移与杆件应力均对其临近区域的索撑节点摩擦系数较为敏感，但节点位移还对最外圈索撑节点处的摩擦系数较为敏感；预应力随机摩擦损失会大大影响弦支穹顶结构的静力性能，降低了结构的预应力效应和极限承载力。